仿悬索桥主缆线性的单元索股.pdf

本发明涉及仿悬索桥主缆线性单元束股(或称索股)，主要用于悬索桥、自锚式悬索桥、管线跨越桥以及其他大跨径结构用单元束股上。一种仿悬索桥主缆线性单元索股，它主要包括钢丝，包裹在束股钢丝外的纤维增强聚酯带或细钢丝，两端连接有锚具，所述仿悬索桥主缆线性单元索股的形状完全仿照实际悬索桥主缆的线性而制作成型，具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的单元索股长短不一；组成单元索股的每根钢丝在具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的长短也不一，以保证单元索股在施加载荷后每根钢丝受力均衡。本发明使一些悬索桥、自锚式悬索桥等桥梁和建筑结构中单元束股组成的主缆中的每根钢丝受力均衡，满足在各种工况下的使用条件。

1、  一种仿悬索桥主缆线性单元索股，它主要包括钢丝，包裹在束股钢丝外的纤维增强聚酯带或细钢丝，两端连接有锚具，其特征在于：所述仿悬索桥主缆线性单元索股的形状完全仿照实际悬索桥主缆的线性而制作成型，具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的单元索股长短不一；组成单元索股的每根钢丝在具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的长短也不一，以保证单元索股在施加载荷后每根钢丝受力均衡。

2、  根据权利要求1所述的仿悬索桥主缆线性单元索股，其特征在于：组成主缆的单元索股在一段长度内的每根钢丝的长短不一。

3、  根据权利要求1或2所述的仿悬索桥主缆线性单元索股，其特征在于：所述悬索桥主缆线性中有一段近似为U字形，主缆线性中U字形段由两个偏索鞍和一个张拉索鞍组成，主缆分为边跨和中跨，仿悬索桥主缆线性单元索股的形状和实际悬索桥主缆线性一致，具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的单元索股长短不一；单元索股内各钢丝长度与主缆线性相匹配，组成单元索股的每根钢丝在主缆线性的U字形段弯曲处从内层到外层的相邻的两层的长度差为1-500mm。

4、  根据权利要求1或2所述的仿悬索桥主缆线性单元索股，其特征在于：所述悬索桥主缆线性为近似M形，它具有两个主索鞍部，主缆分为两个边跨和一个中跨，仿悬索桥主缆线性单元索股的形状和实际悬索桥主缆一致，具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的单元索股长短不一；单元索股内各钢丝长度与主缆线性相匹配，组成单元索股的每根钢丝在具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的相邻两层的长度存在长度差，要求在弯曲主索鞍处相差1-500mm。

仿悬索桥主缆线性的单元索股
技术领域
本发明涉及仿悬索桥主缆线性单元束股(或称索股)，主要用于悬索桥、自锚式悬索桥、管线跨越桥以及其他大跨径结构用单元束股上。
背景技术
单元束股是悬索桥、自锚式悬索桥等桥梁和建筑结构中主缆的基本组件，也是承载载荷的受力件。目前传统的单元束股内的每根钢丝相对长度均相同，在一段距离的束股上，每隔一定距离在钢丝束外包裹纤维增强聚酯带或细钢丝，单元束股两端连接锚具。然而，传统的单元束股在施加载荷后由于主缆线性的复杂性，使得每根钢丝受力并不均衡，从而使个别钢丝受力大于其它钢丝，有的可能超过钢丝的抗拉强度，导致安全隐患的存在。
随着桥梁技术的发展，在一些悬索桥、自锚式悬索桥等桥梁和建筑结构中，出现了要求单元束股形状与主缆线性相匹配，这就要求组成主缆的单元束股内每根钢丝的长度相一致，以保证单元束股在施加载荷后每根钢丝受力均衡。
发明内容
本发明的目的在于克服现有单元束股的缺陷，提供一种仿悬索桥主缆线性单元束股，本发明使一些悬索桥、自锚式悬索桥等桥梁和建筑结构中单元束股组成主缆的每根钢丝受力均衡，满足在各种工况下的使用条件。
本发明是这样实现的：
一种仿悬索桥主缆线性单元索股，它主要包括钢丝，包裹在束股钢丝外的纤维增强聚酯带或细钢丝，两端连接有锚具，所述仿悬索桥主缆线性单元索股的形状完全仿照实际悬索桥主缆的线性而制作成型，具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的单元索股长短不一；组成单元索股的每根钢丝在具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的长短也不一，以保证单元索股在施加载荷后每根钢丝受力均衡。
所述的仿悬索桥主缆线性单元索股，组成单元索股在一段长度内的每根钢丝从内层到外层的长短不一。
所述的仿悬索桥主缆线性单元索股，所述悬索桥主缆线性中有一段近似为U字形，主缆线性中U字形段由两个偏索鞍和一个张拉索鞍组成，主缆分为边跨和中跨，仿悬索桥主缆线性单元索股的形状和实际悬索桥主缆线性一致，具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的单元索股长短不一；单元索股内各钢丝长度与主缆线性相匹配，组成单元索股的每根钢丝在主缆线性的U字形段弯曲处从内层到外层的的相邻的两层的长度差为1-500mm。
所述悬索桥主缆线性为近似M形，它具有两个主索鞍部，主缆分为两个边跨和一个中跨，仿悬索桥主缆线性单元索股的形状和实际悬索桥主缆一致，具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的单元索股长短不一；单元索股内各钢丝长度与主缆线性相匹配，组成单元索股的每根钢丝在具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的相邻两层的长度存在长度差，要求在弯曲主索鞍处相差1-500mm。
本发明通过使组成主缆的单元束股内每根钢丝的长度与主缆线性相匹配，从而让单元束股的形状和主线缆线性保持一致，以使单元束股在施加载荷后每根钢丝受力均衡，消除安全隐患。
附图说明
下面，结合具体实施例对本发明做进一步说明。
图1为本发明的第一个实施例的悬索桥线性图；
图2为本发明的第一个实施例的悬索桥主缆线性中一段U型线性示意尺寸图；
图3为本发明第一个实施例的悬索桥主缆线性中一段U型线性的索股示意图；
图4为本发明第二个实施例悬索桥主缆线性中一段U型线性截面形状分析图；
图5为本发明的第二个实施例的悬索桥线性图；
图6为本发明的第二个实施例的悬索桥主缆线性单元束股形状及截面示意图。
具体实施方式
如图3所示，一种仿悬索桥主缆线性单元索股，它主要包括钢丝，包裹在束股钢丝1外的纤维增强聚酯带或细钢丝3，两端连接有锚具2，所述仿悬索桥主缆线性单元索股的形状完全仿照实际悬索桥主缆的线性而制作成型，具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的单元索股长短不一；组成单元索股的每根钢丝在具有主缆线性的弯曲处从内层到外层的长短也不一，组成单元索股的每根钢丝在主缆线性的U字形段弯曲处从内层到外层的相邻的两层的长度差为1-500mm，以保证单元索股在施加载荷后每根钢丝受力均衡。
图1至图4显示为本发明的第一实施例，此悬索桥的特点是只使用一根主缆(共有137根单元束股，每根单元束股由127根钢丝组成，以下示例均以一根单元束股(第69号单元束股)示例)，主缆需要绕过一个图中左侧所示的U字形段，图2是主缆在U字形段处的线性尺寸示意图，图中可看出从起始点到拐点1这段距离内的索股是六角型单元束股，它们相对长度相同。从拐点1到拐点2单元束股需要经过一个半径约为10500mm的偏索鞍，且要求在这段半径距离内单根单元束股的钢丝长度长短不一，如图3所示，组成单元束股的钢丝可以分成12层，根据主缆线性和达到主缆索股施加载荷后每根钢丝受力均衡的要求，就要求组成单元束股的12层钢丝每层之间均有长度差，经计算大约要求相邻两每层钢丝之间的相对长度差为10mm。从拐点2到拐点3是一段钢丝长度相同的近四角平行钢丝单元束股。从拐点3到拐点4单元束股与从从拐点1到拐点2单元束股近似。从拐点4到终止点的这段距离内索股是六角型单元束股相对长度相同。
仿悬索桥主缆线性单元束股就是根据主缆线性的要求，通过工厂预制或现场整型的方法使单元束股内钢丝相对长度不一，从而使主缆束股(索股)在施加载荷后各钢丝受力均衡的。
传统的悬索桥线性为近似M型，单元束股钢丝长度一致，在经过两个主索鞍部处时会使单元束股在一段距离内产生钢丝长度差，但整体上单元束股经过两个边跨和中跨后会抵消由两个主索鞍部产生的长度差，但是在一些悬索桥中这种产生的长度差受主缆线性的影响无法抵消。图5至图6显示了本发明第二实施例，本实施例列举了一个无法抵消长度差的实例。图4为第二个实例的悬索桥线性图，此悬索桥的由二根主缆组成，一根主缆(共有37根单元束股，每根单元束股由91根钢丝组成，以下示例均以一根单元束股(第18号单元束股)示例)，它的特点是要求单元束股制作成如图6所示的形状(2个钢丝长短不一处即对应着主缆线性(图5的点2、3处)，也即两个主索鞍处)，要求一段距离内组成束股的最大钢丝长度差约为40mm。
综上，仿悬索桥主缆线性单元束股就是根据主缆线性的要求，通过使单元束股内钢丝相对长度不一，从而让主缆束股(索股)在施加载荷后各钢丝受力均衡的。